抗污染型防老剂的合成及其性能的研究

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橡胶制品在日常生活中发挥重要作用,在各行各业都能见到它的身影,如轮胎、胶垫、密封圈、传送带等等。但是橡胶制品在长期的储存、使用过程中,会出现表观上的变化和性能上的下降,这一现象称之为橡胶的老化。究其原因,主要是橡胶分子链在外界因素如氧、热、光、臭氧等的影响下,其内部薄弱的结构发生了破坏,从而引起了老化反应。橡胶的老化是一个不可避免的过程,不过可以通过添加防老剂来延缓这一过程。防老剂是橡胶制品在加工过程中必须添加的一种助剂,它的存在可以有效降低橡胶的老化速度,从而延长橡胶制品的使用寿命,间接提升了企业的效益。防老剂4020(又称6PPD、DMPPD)是橡胶防老剂中应用广泛的一种防老剂,它具有优异的防护性能、价格低廉、生产工艺成熟等优势,但是也有着明显的缺点——有毒、有颜色污染、耐迁移性差等。尤其是耐迁移性差,导致其十分容易从橡胶内部迁移出来,既造成了对橡胶制品和周围环境的污染,也降低了自身的防护效率。有研究发现,防老剂相对分子质量越大,则其越稳定、耐迁移性越好,因此本课题的目标就是将防老剂4020与其它化合物反应,提升其分子量,从而改善其耐迁移性。本文主要包括以下三个部分:(一)绪论部分,这一部分介绍了橡胶的老化、橡胶防老剂以及部分合成的相关内容,从多方面深入讨论了橡胶老化及防护的相关知识。(二)合成部分,这一部分本课题合成了汽巴精化的Irgazone997并且自主设计两种具有创新性的新型防老剂,思路都是以防老剂4020为基础,将含有环氧基团的长链化合物与4020进行开环加成反应,得到了改性后的大分子量的防老剂,并通过傅里叶红外光谱仪、核磁共振波谱仪、液相色谱-质谱联用仪等仪器进行了表征。结果表明,三种防老剂均成功合成,根据反应物不同,本课题将三种防老剂命名为997、SH12和EP14。(三)评测部分,成功合成出三种防老剂后,再将四种防老剂添加到了天然橡胶中,然后对其进行了一系列的性能评测,包括了热氧和臭氧防护性能、氧化诱导期、耐迁移性等,以对比其和防老剂4020的性能。关于防老剂耐迁移性的评测,本课题在前人研究的基础上,扩充了几种评测方法,既有表观对比,又利用HPLC进行了定量分析。结果表明,三种新型防老剂的防护性能与防老剂4020相近,耐迁移性相比防老剂4020均有较明显的提升,基本与预期结果相吻合。
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